Az ionforrások fizikája és technológiája - 61. rész, szerzői platform
A negatív ionok, különösen ionok H”, széles körben használják a XIa ciklotronok és tandem gyorsítók táplálására Halmozz-ing gyűrűk nagy energiájú gyorsítók és generál-Vania gerendák semleges részecskék nagy energiájú, hogy a hő a fúziós plazma. Negatív ionok lehetnek oktatási-HN kettős töltés ., vagy közvetlenül meghúzási vytya-forrás negatív ionok, két különböző típusú forrásokból lehet megkülönböztetni: 1) felületi források, Koto-ryh negatív ionok keletkeznek eredményeként ütközések Nij cha-ticles egy felület, amelynek az alacsony kilépési munka, és 2) a hangerő-WIDE forrásból, amelyben a negatív ionok vannak kialakítva a pro-átengedését ütközés elektron-molekulát és egy elektron-ion mennyisége a kisülési plazma ebben a fejezetben a fejlesztés a két típusú forrásokból. negatív ionokat és néhány utolsó technológiai fejlesztések. [6] „látható, hogy csak 20 éves aktuális egyensúlyi nyaláb a negatív ionok (például, H„) volt képes növelni a néhány mA értékre nagyobb, mint 1-bo A.
17.1. A NEGATÍV ION FELÜGYELETI FORRÁSAI
17.1.1. A porlasztásos típusú negatív ionok forrásai
Middleton és Adams által kifejlesztett cézium-sugárforrás-forrást használtak különféle atomi és molekuláris ionok létrehozására [1, 2]. Az 1. ábrán. A 17.1. Ábra a forrássémát mutatja permetezéssel. A felületi ionizációs forrás által kibocsátott pozitív céziumionokat használják az üreges kúpos célpont belső részének megszórására. A kapott negatív ionokat a permetezett célpont hátulján levő lyukból húzzuk ki, és a kimeneten egy földelt elektródával felgyorsítják. A pozitív céziumionok energiája általában 20-30 keV, és az áramok nem haladják meg az 1-2 mA-t. A forrásból generált negatív ionok áramlási sebessége általában 0,1-10 μA. A negatív ionok formája gyorsan megváltoztatható, ezért csak a csíkot tiltja a célponttal.
Az 1. ábrán. A 17.2. Ábrán a por típusú típusú negatív ionok (az úgynevezett "invertált"
Ábra. 17.1. A céziumgerenda szórásforrásának rendszere [1,2]. 1 - ionizáló fűtés; 2 - gáz; 3 - volfrám ionizáló; 4 - permetezett mishsey; 5 - dob a célokkal.
Ábra. 17.2 A fordított permetforrás ábrája [1,3]. 1 - szigetelő; 2 - permetezés cél; 3 - ionizáló; 4 - ionizáló fűtés.
forrás), amelyet Middleton fejlesztett ki 1976-ban [1, 3]. Ennek a forrásnak a tervezésénél gyűrűs ionizálót használnak a porlasztásos cézium gerenda létrehozásához, és a negatív ionokat az ionizáló nyílásán keresztül vezetik át.
17.1.2. A negatív ionok forrásai plazma transzformációval a felületen
Ábra. 17.3. Az Aarhusban kifejlesztett negatív ionok működésének elvét illusztráló diagram [1,4]. 1 - permetezett katód; 2 - húzó elektród; 3 - a plazma határvonala; 4 - anód.
Az 1. ábrán. A 17.3. Ábra vázlatosan mutatja az első típusú forrás forrásának működési elvét. A Penning kisülés plazmát hoz létre vivőgáz és cézium formájában. A cézium kettős funkciót végez: először permetező anyagként működik, másodszor csökkenti a cél felületének munkáját a negatív ionok áramlásának növelése érdekében. A plazma egy olyan réteget képez a katód gömb alakú felülete előtt, amely az anódhoz képest megközelítőleg -1 kV potenciálon helyezkedik el. Pozitív ionok a plazmából
Ábra. 17.4. A többcélú ionforrás rendszere Novoszibirszkben (I).
felgyorsulnak ebben a rétegben és összeütköznek a katód felületével. A katód felszínén kialakuló negatív ionok a határrétegben a kimeneti irányhoz képest ellentétes irányban felgyorsulnak.
Novoszibirszkben, a H ionok többszörös hézagforrása
egy síkra fókuszálással [11]. Az 1. ábrán. A 17.4. Ábra olyan forrás keresztmetszetét mutatja, amely képes H "ionok pulzáló sugárnyalábja 4 A árammal. Belchenko (Novosibirsk) kifejlesztett egy méhsejtet, nagyszámú lyukkal,
Ábra. 17 5. A laboratóriumban kifejlesztett negatív ionok forrása önkifejtéssel. Laurice a Berkeleyben [13]. 1 - állandó mágnesek; 2 molibdén átalakító; 3 - céziumáram; 4 - a szál.
a katódon gömb alakú mélyedésekből kibocsátott körkörös emissziós lyukakká válnak az anódban [12]. H-ionok pulzáló sugarait kaptuk és 25 keV-ra gyorsítottuk
árammal több, mint A.
Az 1. ábrán. A 17.5. Ábra egy H ion nagy forrását ábrázolja
felületi konverziós típusú (Lawrence Laboratory in Ber-kli). Ez a forrás sikeresen működött, folyamatos H-ion sugárral
több mint 1 A áramerősséggel [13]. Valójában a forrás egy nagy multipoláris plazma generátor. Negatív ionok létrehozásához vízhűtéses, hajlított molibdén átalakítót vezettek be a plazmába. A konverter negatív potenciáljának köszönhetően a plazmához viszonyítva (kb. 200 V) a plazmából származó pozitív ionok felgyorsulnak a határrétegben, és megütik az átalakító felületét. A negatív ionokat, amelyek a konverteren alakulnak ki, ugyanazon potenciál miatt ugyanabban az irányban fordulnak elő. A konverterben lévő előfeszített feszültség tehát negatív ionok kiváltására képes. A konverter felülete görbült, hogy a negatív ionokat geometrikusan irányítsa a plazmán keresztül a két kerámia mágnesoszlop között elhelyezkedő kimeneti lyukra. Indukciója a mágneses mező a kilépési terület kellően nagy, pontosan azért, hogy tükrözze a nagy energiájú primer elektronok, de ad csak egy kis oldalirányú eltolása a negatív ionok.